恒定磁场中聚苯胺膜的制备及其动力学研究

摘要

聚苯胺（PANI）因其原料便宜，合成简单，稳定性及抗氧化性能良好，成为最具有商业价值的导电高分子材料之一。同时，PANI复合材料因具有良好的力学性能、热性能、光和电化学性能，而在电学、防腐、电池材料等领域具有良好的应用前景。
　　 由于PANI具有各向异性抗磁磁化率，当外加磁场时，导致PANI链能够沿着磁场方向定向排列。在电化学体系中，外加磁场与电场的相互作用产生洛伦兹力，激发溶液流动，降低边界层厚度，提高质量传输速度；同时，外加磁场也能影响金属/溶液的界面电位差，影响电化学过程。因此，外加磁场不仅有利于提高苯胺的自催化过程，而且对PANI的形貌、性质等都有一定的影响。
　　 磁场对自由基类的化学反应有显著的影响。目前，在磁场环境中探讨苯胺的聚合过程，研究磁场对PANI性能的影响，已成为研究的热点。
　　 本论文采用电化学方法探讨了磁场环境中PANI膜的制备及其电化学性能，同时，采用石英晶体微天平（QCM）技术，研究了有磁(0.4 T)、无磁场环境中，FeCl3/APS复合氧化剂对An乳液聚合成膜动力学行为的影响。结果表明：
　　 （1) 通过电化学测试结果的分析表明，电化学法制备PANI膜的最优化条件是：磁场垂直于电场，激发电压为1.40～1.45V，激发圈数为2圈，镀膜电压为-0.2V～0.9V，镀膜圈数为40圈，在此条件下制备的PANI膜具有较好的导电性、氧化还原可逆性、循环稳定性和耐腐蚀性。
　　 （2) 在有、无磁环境中，以十二烷基苯磺酸（DBSA）为乳化剂和掺杂剂，FeCl3/APS为复合氧化剂时，苯胺的乳液聚合成膜，具有相同的反应级数，对复合氧化剂为1级，对An为0.5级，对DBSA为0.5级。同时，通过对产物的循环伏安分析，初步优化了聚合反应条件。结果表明：当磁场强度为0.4T，FeCl3与APS摩尔比（nFeCl3/nAPS）为2:1，复合氧化剂浓度为0.18 mol/L，苯胺浓度为0.08 mol/L，DBSA 浓度为0.05mol/L时，产物PANI CV测试的峰电流及其电导率最大。

目录

文摘

英文文摘

1 绪 论

2 磁场环境中聚苯胺膜的制备及其电化学性能研究

3 磁场环境中复合氧化剂对苯胺聚合动力学行为的影响

4 结语与展望

致 谢

参考文献

附 录